远程空空导弹建模和自动驾驶仪设计方法研究

摘要

现代空战中，战斗机的作战效能日益依赖于预警机的搜索、监视和指挥引导功能。此外，随着预警机侦测距离的增加，对其实施打击日渐困难。远程空空导弹作为对抗远程预警机的一种有效手段越来越受到各军事研究机构的重视。为了评估远程空空导弹的作战效能，开展其气动建模、弹道仿真和自动驾驶仪设计等内容的研究具有重要意义。
　　远程空空导弹作战过程具有飞行包线范围较大、弹道参数变化剧烈、气动参数强不确定性等特点，针对上述问题，建立精确的远程空空导弹动力学和气动模型，设计具有较高控制精度和较强鲁棒性的过载自动驾驶仪成为空空导弹面临的关键问题。本论文以远程空空导弹为背景，开展动力学和气动建模、三自由度弹道仿真以及先进的过载自动驾驶仪设计等工作，具体研究工作如下：
　　1、以远程空空导弹为研究背景，定义坐标系，给出坐标系转换关系，推导空空导弹数学模型，包括质心运动模型和绕质心运动模型，目标运动模型，导弹与目标之间的相对运动模型，为后续弹道仿真和自动驾驶仪设计提供模型基础；
　　2、基于工程估算法建立远程空空导弹气动计算模型，给出多种状态下的远程空空导弹气动力与力矩系数、质量参数、压力中心等参数；开展三自由度弹道仿真研究，为后续自动驾驶仪的特征点选择提供弹道基础。
　　3、开展远程空空导弹过载自动驾驶仪设计研究，设计两种自动驾驶仪：1）基于极点配置的两回路PI校正自动驾驶仪，给出了远程空空导弹三通道动力学解耦线性化的方法，基于极点配置的PI校正设计流程和原理，结合选定弹道特征点给出过载自动驾驶仪设计结果，并开展仿真研究；2）基于?综合的鲁棒自动驾驶仪，应用鲁棒控制原理，设计控制器结构，进行了鲁棒稳定性分析，利用μ综合方法设计鲁棒自动驾驶仪。仿真分析结果表明了所设计的两种自动驾驶仪有效性，满足设计指标要求。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本论文的主要研究内容

第2章 远程空空导弹相关模型建立

2.1 引言

2.2 坐标系定义

2.3 坐标系间的转换关系

2.4 导弹运动数学模型

2.5 目标运动数学模型

2.6 相对运动模型

2.7 本章小结

第3章 远程空空导弹气动建模与弹道仿真研究

3.1 引言

3.2 基于工程估算法的气动建模方法

3.3 三自由度弹道建模

3.4 仿真结果与分析

3.5 本章小结

第4章 远程空空导弹过载自动驾驶仪设计

4.1 引言

4.2 基于极点配置的PI校正自动驾驶仪设计

4.3 基于μ综合的鲁棒自动驾驶仪设计

4.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢